毕业设计（论文）-KTV的音响系统进行设计.doc

摘要 摘要随着社会的的发展，音响与视频技术已经渗透到社会生活的各个角落，从多媒体教室、会议室的扩声系统、音乐厅、电影院的专业视听系统，到商场、车站等的公共广播系统，到各处都可见到的各类音响系统设备在为人们的工作、生活服务虽然音响技术发展至今只有一百多年，但发展速度非常迅速。目前已经完成，正在使用的音响系统数量非常多，将要建设的数量同样非常大。由于各种的原因，很多正在使用的音响系统中有不少面临着更新设备的任务。所以目前音响系统工程设计的项目非常多，并且对音响的质量要求也很高。因此，此次选题的目的就是运用一些音响设备，通过对KTV包房的面积进行计算来确定功率放大器和扬声器的选用功率和数量，还有传声器等一些主要的音响设备对KTV的音响系统进行设计，以达到一个高标准的试听效果。关键词：扬声器，传声器，功率放大器25 Abstract AbstractWith the social development, audio and video technology has permeated every corner of life, from the multi-media classrooms, conference rooms, PA system, concert halls, cinemas professional audio-visual system, to shopping malls, railway stations and other public broadcasting system, can be seen from place to place equipment in various types of sound system for people working and living services, though the development of sound technology has only been a hundred years, but the development speed is very fast. Has been completed, the number of sound system is being used very much, will want to build a very large number of the same. For various reasons, many are using the sound system has many faces the task of updating equipment. Therefore, the current sound system engineering design project is very large, and the audio is also very high quality requirements. Therefore, the purpose of this topic is to use some audio equipment, KTV rooms of the area through the calculation to determine the choice of amplifier and speaker power and volume, as well as microphones and other audio equipment, some of the main sound system for KTV Designed to achieve a high standard of the audition results.Keywords: speaker, microphone, power amplifier！所有下载了本文的注意：本论文附有CAD图纸和完整版说明书，凡下载了本文的读者请留下你的联系方式（QQ邮箱），或加我百度用户名QQ，我把图纸发给你。最后，希望此文能够帮到你！ 目录 目录第1章 绪论11.1 系统概述11.2 国内外研究综述11.3 本次设计的主要任务2第2章 系统的结构组成及工作原理3第3章 系统设备的选型43.1音源设备的选型43.2 声频信号处理设备的选型53.3 扩声设备的选型83.3.1功率放大器的选型83.3.2线间变压器的选型103.3.3扬声器103.4 扬声器的选型103.4.1 扬声器的分类103.4.2 扬声器的主要技术指标123.4.3 扬声器的选用原则133.5 音频传输方式的选择143.5.1高电平传输方式153.5.2低电平传输方式153.5.3调频载波传输方式15第4章 控制室和包厢的布置及线路敷设164.1广播音响系统控制室的布置要求和线路敷设原则164.2 广播音响系统在施工中应注意事项17设计总结19参考文献20致谢21 绪论 第1章 绪论1.1 系统概述广播音响系统是指单位内部或某一建筑物自成体系的独立又线广播系统，是一种娱乐、宣传和通信工具。广播音响系统常用于公共场所，平时播放背景音乐、通知。广播音响系统按其用途可分为语言扩声系统和音乐扩声系统。语言扩声系统主要用来广播语言信息而音乐扩声系统多用于音乐厅、歌厅、KTV和大型文艺演出等场合。对于专业音响系统，使用设备多，档次高，对声场频响特性要求高，安装和调试比较复杂。随着社会的发展，音响系统的使用越来越广泛，使用场所包括文艺演出场所、文艺娱乐场所、各种会议及各种场所等。在加上人们生活水平的不断提高，在一天紧张的工作之后为了缓解一天的工作压力，越来越多的人选择了到KTV唱歌的方式来释放工作中的压力。作为一个演唱者来说，最重要的就是要看KTV的硬件设施如何，也就是说这个KTV的音响设备如何，是否能给大家带来一种震撼和陶醉的感觉。而作为一名KTV的经营者来说，要想拥有好的口碑和好的经济效益，恐怕就得在音响设备上下些功夫，而不是滥竽充数，糊弄消费者。虽然目前音响系统工程设计的项目非常多，并且对音响系统的质量要求也提高了，所以我的毕业设计就是完成一项设计得当、安装规范、使用方便、性能良好的音响工程，让每一个演唱者都有一种美妙的感觉。1.2 国内外研究综述音响技术发展至今只有一百多年，但发展速度非常迅速。从记录媒介上看，从唱筒、唱片、磁带发展到激光唱片；而传输与播放音响载体的硬件，从留声机、电唱机、录音机等单机形式发展到组合音响；记录传输与重放声音的通道，则从单声道发展为双声道、四声道及5.1声道；记录与传输音频信号的模式也由模拟技术向数字技术发展。1857年，法国发明家斯科特发明了声波振记器，这是最早的原始录音机，是留声机的鼻祖。1877年7月18日，美国科学家爱迪生发明了一种录音装置。可以将声波变换成金属针的震动，然后将波形刻录在圆筒形的锡箔上。当针在一次沿着刻录的轨迹进行时，便可以重新发出录下的声音。 1878年1月，爱迪生成立了制造留声机的公司，生产商业性的锡箔唱筒。这是世界第一代声音载体和第一台商品留声机。1885年，美国发明家奇切斯特.贝尔和查尔斯.吞特发明了留声机，这是一种采用涂有蜡层的圆形卡纸板来录音的装置。1887年，旅美德国人伯利纳获得了一项留声机的专利，研制成功了原片形唱片（也称碟形唱片）和平面式留声机。1925年，世界上第一架电唱机诞生。1935年，德国柏林的通用电气公司研制成功了使用塑料磁带的磁带录音。1996年8月，飞利浦、索尼、东芝、松下等公司就新一代高密度光盘DVD统一了格式，制订DVD规格书。同年11月7日，松下DVD-Video播放机作为DVD商品在全球上市。解放初期，我国的电子音响行业非常落后，产品单一。20世界50年代音响行业主要生产电子管式的中、短波收音机，60年代初开始研制半导体收音机，进入70年代后，中国音响行业受到国际技术发展的影响，得以快速发展。此后音响企业在激烈的竞争中不断调整产业结构，产品从一般的收录机、立体声组合音响、激光唱机、电子琴到组合式家庭影院系统；技术从模拟方式发展到数字方式，并向音视频结合的方向发展。1.3 本次设计的主要任务 本次设计的主要任务就是对一个KTV里包房音响系统的设计。此KTV有包房12个，面积大约都在1530。要求每间KTV包房配备一台带变调、混响及前置放大功能的放大器，一对音箱，一台彩电，一台点歌台，两支话筒，设备通常放在包房的前端，音箱按双声道立体声的要求配置。 在本次设计中通过对室内声压级的确定，运用必要公式来计算包房所需要音箱的数量和每个音箱的功率，在确定音箱的功率和数量之后根据功放的选择标准来确定功放。根据传声器的技术指标来确定传声器。根据相关的技术标准来对包房线路的敷设进行设计。第2章 系统的结构组成及工作原理KTV音响广播系统主要有两大部分组成：控制室和KTV包厢。控制室的设备主要有影碟机、监视器和点歌接受器等。包厢内主要有功放、点歌机、电视、话筒。在包房和控制室均设有互为对应的数字显示收发装置。包房内的娱乐者通过查阅节目源目录上的数码编号，在点歌器上按下相对应选定的号码。此时，在包厢和控制室内的显示器上按顺序同时显示所选的节目，控制室收到点歌信息后则按照顺序逐个播放，放完一个，显示器就会消除一个被选号码。控制室内影碟机的视频输出经过视频分配器，控制室内的音频信号送往包厢内的功放上。系统结构图如图2.1所示。TV视频音箱TV音箱VCD功放点歌机点歌机控制室KTV包厢图2.1 系统的结构框图 一.KTV控制室的设备 点歌机:内存储有数千首卡拉ok歌曲伴奏音乐与图像信号。 DVD影碟机:可以提供卡拉ok歌曲伴奏音乐和图像，也可以播放故事片。视频分配器 机器的视频信号输出后，应进入视频分配器将信号分成两路：一路送入小型监视器，可使音响师对送出信号的情况内容进行监视；另一路则送入KTV包厢的大屏幕彩色监视器，为客人提供图像。要注意：信号必须使用视频分配器来进行跨接。如果进行并联跨接，它的输出阻抗和输出电平就改变了，图像信号的质量将受到破坏，失真度将增大，噪声增加，以致无法收看。 点歌器:KTV包厢的客人，根据自己的选择在歌曲目录上选好歌曲后，按着编号顺序在点歌器上按下歌曲的编号。通过点歌器，即可将信息传送到音响控制室，音响师就可以为客人准备影碟。 二.KTV包厢的设备 彩色监视器:大屏幕、全制式彩色监视器，也可以选用29in全制式彩色电视机，做为播放图像使用。 功放功率放大器:作用是将信号处理单元送来的线路信号进行功率放大，驱动音箱放声。 传声器:是接收声波将其转变成对应电信号是声电转换器件。首先把声能转换成机械能，然后再把机械能转换成电能。 扬声器:是一种将一定功率的音频信号转换成对应的机械运动再将其变成声音的电声换能器。第3章 系统设备的选型广播音响系统由声源设备、声音处理设备和扩声设备等三个部分组成，下面分述各个部分的组成及功能3.1音源设备的选型音源设备能够产生声音信号，其频率为20Hz20kHz。主要音源设备有： （1）话筒。话筒又叫传声器或麦克风，它是把各种声源发出的声音转换成电信号的设备。按构造话筒可分为动圈式、电容式、晶体式和铝带式几种。目前应用较多的是动圈式话筒，动圈式话筒音质较好，结构简单，维修方便，较牢固可靠。电容式话筒频带宽，频响特性平直，灵敏度高，失真小，适用于高保真度要求的播音、录音机和舞台演出。按话筒的使用方式可分为接触式、颈挂式和卡夹式等。按话筒的输出阻抗可分为高阻式和低阻式两种。高阻式的阻抗为2050K,易受干扰，话筒线不宜过长。低阻式的阻抗为150200或200600。要根据话筒与它连接的设备输入阻抗的大小进行选购。 话筒的技术指标如下：1）灵敏度：用话筒膜片在0.1Pa的声压作用下在输出阻抗上产生的电动势表示，其单位为Mv/Pa，有时以分贝表示，规定1V/Pa为0dB。一般传声器的灵敏度为120Mv/Pa或-60-34dB。2）频率特性：指不同频率时的灵敏度。3）输出阻抗：由话筒引线看进去话筒的本身的阻抗，一般高阻抗输出值常为10、30、50（K），低阻抗输出常为50、150、200、250、600（K）。由于低阻抗传声器不易引入干扰电压，且易与固体放大器输入级匹配，因此目前多用低阻抗传声器。4）指向性:传声器灵敏度随波入射方向变化的特性。传声器的方向性用传声器正面0方向与背面180方向上的灵敏度的差值表示，差值大于15dB的称为强方向性传声器。通常产品说明书上给出传声器在主要频率情况下的极坐标方向性图，其形状主要有心形、圆形、超心形和8字形等。在对传声器的技术指标有所了解之后，接下来的任务就是对传声器进行选型。通过对一些传声器进行比较，我在这次设计中最终选择了一款日本SONY公司生产的传声器。因为KTV演唱一般在室内，所以避免声反馈引起啸叫，减少嘈杂声，提高歌声的信噪比，一般选用心形或超心形等指向性强、灵敏度适中的传声器灵敏度过高容易引起啸叫，也不利于抑制嘈杂声；灵敏度过低，拾音增益难以达到应有的要求。适应男女老少不同层次、不同风格的人们演唱，宜选择频率响应较宽、频响曲线平坦的传声器。而这款传声器正是满足上述要求，传声器的型号如表3.1所示。设备参数数值1.类型动圈式传声器或电容式传声器2.方向性单向（心型）3.灵敏度8013kHz4.频率响应2mV/Pa 3dB5.额定输出阻抗低阻抗传声器：150或高阻抗传声器：1k表3.1 传声器的选型参数 （2）DVD机 是一种光盘存储器，通常用来播放标准电视机清晰度的电影，高质量的音乐与作大容量存储数据用途。它们能提供视频图像信号，又能提供音频信号，可作为扩声系统的音源设备。在KTV音响设计中对它的要求不是太高，所以在设备选用的时候就没有太多的要求。3.2 声频信号处理设备的选型 声频信号处理设备有两种作用：一是对声频信号进行修饰，使音色得以美化或取得某些特殊效果；二是改进传输通道质量，减少失真和噪音。对于语言扩声系统，要求声音传输距离远、挂带的扬声器多、覆盖范围大、对音质要求不高和声音清晰响亮即可，因此对声音处理设备的要求不高。对于音乐扩声系统来讲，为了获得高保真度和各种高艺术效果的声音，进必须对输入的各种音频信号进行适当加工处理，如放大或衰减、频率均衡、声像定位，延时、混响、压缩或夸张及环绕等。下面对有关的设备做简单的介绍。(1)调音台调音台又称前级增音机，是扩声系统中的主要设备之一，起着指挥中心和分配信号的作用。对于大型信号加工处理设备，常把前级放大器和功率放大器分为独立的前置放大机和功率放大机，习惯上前者称为增音机，后者称扩音机。调音台能接受多路不同阻抗、不同电平的各种音源信号，并对其进行加工、处理和混合后，重新分配和编组，有输出端子输出多路音频信号，供其他设备使用。它的主要功能有： 输入信号选择功能。当输入信号的电平超过调音台输入电路的动态范围时，可调节输入信号使电平衰减到符合要求。 信号处理功能。在调音台的输入板上，一般设有均衡器。常用的有两段均衡器、三段均衡器和四段均衡器，可用来调整音频信号中不同频段的频率特性，使音色更加优美动听和取得某些音色的特殊效果，如表3.2所示。频率中心频率带宽调整效果 高频10kHz520kHz可改变音色的表现力 中频 3kHz 3506kHz中高频可改变音色的明亮度、清晰度、中低频可改变音色的力度 低频100Hz20350Hz可改变音色的丰满度、浑厚度表3.2 音频信号频率对音质的影响 控制功能。通过声像电位器控制输入信号进行立体声平衡处理，也可以把本路信号送至左声道或右声道，进行立体声像的重新分配、处理，按各种声源原来的方位进出声音，使听众的听觉和视觉协调统一，有身临其境的感觉。信号分配功能。调音台中配置辅助线路和编组线路，能把输入的音频信号根据不同的要求分配给有关的电路和外围设备。 信号显示功能。在调音台的面板上通常配置信号音量表或由绿、黄、红三色发光二极管组成的信号显示系统。操作者根据音量表的读数、二极管的发光情况和音量控制器所处的衰减位置，判断调音台内各部分的工作是否正常，以便随时进行调整和处理。 （2）混响器 当室内声源停止发生后，声音衰减的过程称为混响过程。混响过程可以用混响时间加以度量。所谓混响时间，指在达到稳态声场后，声源停止发声，从声源停止发声到室内密度衰减到原来的百万分之一时所经历的时间，记做T60。 在计算混响时间时，通常要计算125Hz、250Hz、500Hz、1000Hz、2000Hz、4000Hz六个频率值。在未加注明时，通常是指500Hz的声音的混响时间。混响时间的长短对室内听音有很大影响，所以混响时间是各类房间进行音质设计或音质评价的一个重要指标。混响时间是决定听音场所音响效果好坏的一项重要参数。过长或过短都会影响听音效果。对于不同用途的音响场所，其最佳的混响时间也各不相同。混响时间短，有利于听音的清晰度，但过于短则会感到声音干涩，缺少穿透力和亮度，降低了听音的清晰度。如果混响时间过长，则需要从音响布局、系统结构等方面寻找对策。因此，在厅堂设计中，根据不同性质和要求，必须选择一个最佳的混响时间。而音乐厅、歌剧院、KTV等最佳混响时间应较长，约为1.51.8（s）。 厅堂内的混响时间根据使用要求和容积大小, 在500HZ- 1000HZ 范围内应有各自不同的最佳控制范围。由于混响时问的计算结果与实际测量结果的误差不可避免, 因此，对最佳混响时间允许有0.15s 的容差范围。 最佳混响时间最佳混响时间通常以500HZ- 1000HZ 内数值为代表。由于人的主观感受差别, 厅堂的用途不同, 容积也不一样, 对最佳混响时间的确定也有一定差异。通常, 语言用厅堂的最佳混响时间要短于音乐节目用厅堂, 容积小的厅堂的最佳混响时间要短于容积大的厅堂。下表给出了各类厅堂通常采用的最佳混响时间推荐。各类厅堂最佳混响时间推荐。 混响时间频率特性当确定了500HZ- 1000HZ 的混响时间后,还须进一步确定125HZ- 4000HZ 的混响时间, 这就构成了厅堂最佳混响时间的频率特性。厅堂混响时间频率特性希望基本保持平直, 这对提高语言清晰度是有好处的。考虑到控制低频混响时间的吸声结构与工程量以及厅堂良好音质的获得, 相比于500HZ- 1000HZ 混响时间, 可适当提高低频的混响时间, 低频混响时间不同程度的提升, 可兼顾到丰满度和清晰度的要求。由于观众和空气对高频声有较强的吸收, 高频混响时间也允许稍低一些。各类厅堂最佳混响时间如表3.3所示。表3.3 各类厅堂最佳混响时间厅堂类型最佳混响时间（s）普通电影院0.8-1.2立体声电影院0.6-0.9 多用途厅堂1.0-1.5话剧、戏剧院1.2-1.5KTV、音乐厅1.5-1.8 （3）分频器 在电声重放系统中，对于大功率和要求高的情况，分频器用于将全频带的节目信号按频率高低分成两个或两个以上频段的扬声器重放，以达到互调失真小、音域宽广及调节方便等完美的效果。 分频器又称为分频网络。分频器的作用就是在音频系统中把全频带声频信号分成不同的频段后送到扬声器，使它们得到合适频带的激励信号，在进行重设。 分频网络的作用： 1.展宽频带，改进频响。2.提高效率。即不要把高频能量输送至不能产生高音的扬声器中,以免浪费器材和资金 3.保护中音和高音扬声器不至损坏。由于人耳对中、高频声灵敏，所以低频需要更多的能量，即用更多的能量来推动低频扬声器。分频器通常可以分为功率分频器和电子式分频器。功率分频器一般为无源LC分频网络，其结构简单，造价较低，通常装在音箱箱体内。而电子式分频器由于其连接位置的原因，使功放对音箱只有功率传输线而没有影响音质指标其他环节的进入，从而较低了失真，提高了功放对扬声器的阻尼系数。3.3 扩声设备的选型3.3.1功率放大器的选型 功率放大器简称功放，是对音频信号进行电压、电流综合放大，以得到功率放大的。功率放大器在系统图中的位置在扬声器系统的前面，它的输出直接送到扬声器系统，用于驱动扬声器系统。功率放大器的任务是将信号处理单元送来的线路信号进行功率放大，驱动音响放声。在整个系统中，功率放大器的作用非常重要，技术要求也非常高。放大器与信号源等设备不同，它工作在高电压、大电流状态下，不仅需要有几十分贝的电压增益，还要有很大的电流增益。放大器所带的负载是音响，它是一种特性复杂的非线性负载，其阻抗在不同工作状态下会有很大的变化，因而要求功率放大器对音响有极好的控制能力，以使系统能真实的重现声音。 立体声音响设备的功放电路，一般由对称的左右两个声道组成，每个声道的功放电路一般均又电压放大级、推动级、功放输出级、负反馈电路等组成，如图3.1所示。图3.1 功放电路的流程输入的音频信号从音量电位器的滑动端取出，首先送入电压放大级进行电压放大。经过电压放大级放大的音频信号，再送入到推动级，对电压和电流进行放大，以便激励功放输出级。从推动级输出的音频信号在送入功放输出级，对信号的功率进行放大。功放输出级一般由末端前级和输出级两部分组成。功放输出级一般接成射极输出器电路，其目的是降低电路的输出阻抗，以便于实现与扬声器的阻抗匹配。所以，功放输出级电路实质上是电流放大器。负反馈电路又称为负反馈网络，它是为了改善功放电路的频响、信噪比和失真度而设置的。负反馈信号从功放管的输出端取出，经负反馈网络送往推动级。最后，功放输出级输出的音频信号，送入扬声器，转换成声音放出。按与扬声器配接的方式分为定压式功放和定阻式功放两种。 定压式功放。对于传输距离远的音频信号，为了减小在传输线上的能量损耗，应该采用定压式功放以高电压的形式进行传输。定压式功放的输出电压一般为90V、120V和240V，当传输距离较远时要采用240V挡。如果带动多只扬声器，则扬声器的功率总和不得超过功放的额定功率。 定阻式功放。对于传输距离较近的系统，可采用定阻式功放传输。定阻式功放以固定阻抗的方式输出音频信号，要求负载按规定的阻抗与功放配接才能获得功放的额定功率。 使用者要依据功放使用场合、环境和用途的不同，来选择不同类型和功率的功放。舞厅，迪斯科厅、体育馆和体育场等场合，一般要选用大功率的功放，歌厅、剧场、音乐厅要选择频响范围宽、信躁比大、失真小的功放，餐厅、会议室等容积不大的场所，可选用小功率的功放。 对于传输距离远、音响布局分散的广播系统，选用定压式功放。歌舞厅、迪斯科厅等场所的主音响系统要选用定阻式功放。做为KTV音响系统的设计，包房面积不大，传输距离也很近，因此选用定阻式的功放。那么对于功能单一的KTV歌厅，则对功率放大器的要求有所不同。由于KTV歌厅通常面积不是很大（约1530），而且作为歌曲欣赏并不适宜过大的音量，所以功率放大器的功率仅用100w到数百瓦左右就足够了，主要要求是其保真度、频响和信噪比等的指标要高。在我对音箱的功率和数量有了确定后，通常选择功率放大器的功率为音箱功率的2倍，所以最后的选型参数如表3.4所示。设备参数数值输出功率2250W输出电压70V 或100V频率响应2020000Hz（一级），4016000Hz（二级）不均匀度 0.5dB（一级）， 2dB（二级）非线性失真1%（一级），2%（二级）信噪比 94dB（一级）， 84dB（二级）具有输出短路保护及输入瞬时过载保护表3.4 功率放大器的选型参数3.3.2线间变压器的选型 线间变压器的作用是变换电压和阻抗。变压器的接线头用阻抗值表明的，称定阻式变压器；用电压标明的，称定压式变压器。选用变压器应该注意变压器的标称功率是在给定变压比的情况下能传输的功率，选择时要使变压器的功率稍大于要传输的功率。功率选的太大，体积大，成本高，造成浪费；功率选得小，则损耗加大，严重时变压器会因过分发热而烧坏。线间变压器的效率一般选为75%80%。3.3.3扬声器扬声器是整个音箱系统的终端换能器。扬声器又叫喇叭，是一种将一定功率的音频信号转换成对应的机械运动再将其变成声音的电声换能器。这种能量变换特性，可以用扬声器的标称功率、额定阻抗、频率范围、指向性、灵敏度及失真度等指标来衡量其性能的优劣。若将不同频率的扬声器组合成音柱或音箱式组合扬声器，用于厅堂的语言或音乐放音都能得到满意的效果。号筒式扬声器的容量大、效率高、但音质较差，因此仅适用于要求不高的语言扩声系统，由于它具有适应露天安装的外壳，因此多用于室外的扩声。 扬声器布置的方式有集中式、半集中式和分散式三种。对于听众区要求直达声均匀、声反馈尽可能小的使用环境，如剧场、影院、会场和大礼堂等宜采用集中式布置；对于高大的或窄长的建筑环境或需要分成若干使用区域的环境，以及希望厅堂内混响时间比较长的情况，宜采用分散式布置；半集中式布置方式是在集中式布置的基础上增加辅助扬声器，以弥补由于房间形状不同而造成听众区局部范围内声压级过小的缺陷，适合于眺台过深或设有楼座的影剧场、大会堂，以及面积较大或纵向距离比较深的大厅，或听众区分比较分散的场合。 一.扬声器的分类 1.按工作原理分类按工作原理的不同，扬声器主要分为电动式扬声器、电磁式扬声器、静电式扬声器和压电式扬声器等。（1）电动式扬声器 这种扬声器采用通电导体作音圈，当音圈中输入一个音频电流信号时，音圈相当于一个载流导体。如果将它放在固定磁场里，根据载流导体在磁场中会受到力的作用而运动的原理，音圈会受到一个大小与音频电流成正比、方向随电流变化而变化的力。这样，音圈就会在磁场作用下产生振动，并带动振膜振动，振膜前后的空气也随之振动，这样就将电信号转换成声波向四周辐射。这种扬声器应用最广，具有频响好、灵敏度高、音质好、价格适中的特点。（2）电磁式扬声器 也叫舌簧式扬声器，声源信号电流通过音圈后会把用软铁材料制成的舌簧磁化，磁化了的可振动舌簧与磁体相互吸引或排斥，产生驱动力，使振膜振动而发音。(3) 静电式扬声器 这种扬声器利用的是电容原理，即将导电振膜与固定电极按相反极性配置，形成一个电容。将声源电信号加于此电容的两极，极间因电场强度变化产生吸引力，从而驱动振膜振动发声。(4) 声压式扬声器 利用压电材料受到电场作用发生形变的原理，将压电元件置于音频电流信号形成的电场中，使其发生位移，从而产生逆电压效应，最后驱动振膜发声。 2.按放声频率分 按放声频率分，扬声器可分为低音扬声器、中音扬声器、高音扬声器、全频带扬声器等。一般，人们把最佳工作频率低于60Hz的扬声器称为低音扬声器；把最佳工作频率在300Hz-5kHz扬声器称为中音扬声器；把最佳工作频率高于5kHz的扬声器称为高音扬声器。 （1）低音扬声器 主要播放低频信号的扬声器称为低音扬声器，其低音性能很好。低音扬声器为使低频放音下限尽量向下延伸，因而扬声器的口径做得都比较大，一般有200mm、300-380mm等不同口径规格的低音扬声器。为了提高纸盆振动的容限值，常采用软而宽的支撑边。一般情况下，低音扬声器的口径越大，重放时的低频音质越好，所承受的输入功率越大。 （2）中音扬声器 主要播放中频信号的扬声器称为中音扬声器。中音扬声器可以实现低音扬声器和高音扬声器重放音乐时的频率衔接。由于中频占整个音域的主导范围，且人耳对中频的感觉交其他频段灵敏，因而中音扬声器的音质要求较高。作为中音扬声器，主要性能要求是声压频率特性曲线平坦、失真小、指向性好等。 （3）高音扬声器 主要播放高频信号的扬声器称为高频扬声器。高音扬声器为使高频放音的上限频率达到人耳听觉上限频率20kHz，因而口径较小，振动膜较韧。与低、中音扬声器相比，高音扬声器的性能要求除和中音单元相同外，还要求其重放频段上限要求高、输入容量大。高频扬声器的工作频段一般都在2kHz。全频带扬声器 全频带扬声器是指能够同时覆盖低音、中音和高音各频段的扬声器，可以播放整个音频范围内的电信号。其理论频率范围要求是从几十赫兹到20kHz，但在实际上采用一只扬声器是很困难的，因而大多数都做成双纸盆扬声器或同轴扬声器。双纸盆扬声器是在扬声器的大口径中央加上一个小口径的纸盆，大、小两个纸盆共用一个音圈。小纸盆用来重放高频声音信号，从而有利于频率响应上限值的提升。 二.扬声器的主要技术指标 1.标称尺寸 标称尺寸系指扬声器盆架的最大口径，其中圆形扬声器的直径为40-460mm，中间分十几档。我国用汉语拼音字母及数字表示扬声器型号，从其标记符号也可以了解一些扬声器的技术参数。一般来说，扬声器的口径大小与性能有一定的关系： 口径越大，一般所能承受的功率越大，输出声功率也越大。 口径越大，它的低频特性越好。因此在要求重放频率低时，常常选用大口径扬声器。但反过来却不能说，口径越小，其高频特性越好。要有效地重放高音频还与扬声器的设计和工艺有关。 即使是口径相同的扬声器，由于纸盆设计工艺不同，其电声性能也会有较大的区别，特别是扬声器的高频段，同一口径的扬声器可设计出不同的高频响应。 2.声压频率特性 声压频率特性是指扬声器在输入信号大小不变时，其输出的声压仍然随输入信号的频率变化而变化。如果一只扬声器的输出声压不随信号频率的变化而变化，那么这只扬声器的声压频率特性就比较好，即频率特性越平坦越好。高保真放音系统要求扬声器在放音频率范围内频率特性不平坦度小于10dB。 3.频响范围 频响范围是指扬声器在重放时所能够达到的频响范围，它是扬声器较为重要的一个指标。扬声器的频响范围越宽，说明其重放的频率范围的覆盖范围较大。一般扬声器的振动膜的直径越大，其重放的低频效果就越好。 4.标称功率 所谓标称功率是指扬声器在长期工作时所能承受的输入功率。在扬声器的说明书中所标注的额定功率即为标称功率。在有些扬声器的说明书中标有最大输入功率这一指标，最大输入功率是指扬声器在短时间内能承受的最大输入功率，它一般是指扬声器额定输入功率的2倍左右。 5.标称阻抗 扬声器的标称阻抗呈非线性结构，它随信号频率的变化而变化，一般扬声器所标注的阻抗是用1kHz或400Hz的测试信号测出的，常见的扬声器的阻抗有4、8、16。扬声器音圈的直流电阻一般小于其标称阻抗，约为标称阻抗的0.9倍。 6.失真度 所谓失真度是指扬声器在输出的声波中存在着整倍于原频率的谐波，它主要由扬声器本身产生的非线性成分引起，如谐波失真、瞬态失真、互调失真及相位失真等。一般扬声器失真度应小于1%-2%。 7.指向特性 扬声器的指向特性表示扬声器在空间各个方向辐射的声压分布的情况。当扬声器的工作频率越高时，指向性越窄。扬声器的指向性还与扬声器的纸盆直径的大小有关，纸盆直径大的扬声器比纸盆小的扬声器指向性窄。 8.灵敏度 灵敏度是评价扬声器电-声转换效率的一个技术指标。一般是指扬声器在输入电功率为1W时，在扬声器正面1m处所得的平均声压的大小。灵敏度越高，则扬声器对音频信号中所有细节均能做出响应，实现高保真。 三.扬声器的选用原则扬声器实际上是一种把可听范围内的音频电功率信号通过换能器（扬声器单元）。把它转换为具有足够声压级的可听声音。为能正确的选择好扬声器，必须首先了解声音信号的属性，然后要求扬声器能“原汁原味”地把音频电信号还原成逼真的自然的声音。所以在选用扬声器时，应着重考虑额定阻抗、额定功率、频响范围、谐振频率、灵敏度、失真度、总品质因数等指标。因此在选购音响时，一般要注意如下几点：1.选择好的性能指标 人声和各种乐声是一种随机信号，其波形十分复杂。一般语言的频谱范围约在150Hz-4kHz左右；而各种音乐的频谱范围可达40Hz-18kHz左右。其平均频谱的能量分布：低音和中低音部分最大，中高音部分次之，高音部分最小；人声的能量主要集中在200Hz-35kHz频率范围。这种可听随机信号幅度的峰值比它的平均值要大10-15dB。因此扬声器要能正确地重放出这些随机信号，保证重放的音质优美动听，必须具有宽广的频率响应特性，足够的声压级和大的信号动态范围。扬声器的功率要考虑到房间的大小和一定功率储备。在其他因素相同的条件下，通常选用功率大的扬声器，因为这样的产品有功率余量，在大功率放音时不会产生失真。音响阻抗应与放大器匹配，过大或过小都不好，以防止设备损坏。音响灵敏度也不宜太大或太小。音响的频响要选其下限，因为高音一般都可达标，而低音达标较难，应选40Hz以下作为下限。2.确定好投资比例由于扬声器在音响系统中所处的重要位置，对它的投资比例占最大一部分。一般来说，音响的投资应占音响系统投资额的30%-50%，要求比较高的地方，可占更高地比例。这样才能确保放音的质量。3.根据试听来选择扬声器在试听时主要考虑声像定位感、音色以及低频重放能力。声像的定位感是否准确和稳定这个问题往往被许多人忽略。在KTV中，立体声重放时就要求在放音时不仅音乐优美逼真，而且要求声音有良好的饱满度。其次要考虑音色问题。就一只扬声器来说，音调主要是由低音单元决定，音色则与中、高音单元的关系较密切。在比较音色时重点应落在中、高音单元上。由于人耳对声音大 记忆能力不强，因此试听时最好用的办法就是比较进行，节目内容最好选用熟悉的或常听的内容。试听时，对于不同乐器的节目信号，如能准确区分低音鼓、拨弦和低音信号的声音，说明扬声器里没有太大的低音共振效应。在对扬声器的分类、技术指标和选用原则做了了解之后，接下来的任务就是对扬声器设备进行选型工作。扬声器做为整个音响系统的重要组成部分，在音响系统的设计中占有很大的比例，因此决定一个KTV音响系统的好坏，关键的一部分就在音箱设备的选用上。四.系统设计中扬声器的选择对于单一功能的KTV歌厅，由于面积较小和需要的音量比舞厅或歌舞厅小，故一般不选用高声级、高灵敏度的大口径娱乐级音响，而适宜选用声音柔和而逼真的专业级监听音响。本系统设计的KTV包房面积通常都在（4060），所以选用音响的额定功率和有关参数形成下列关系：式中，Lp为听音区期望的声压级值。本方案采用一级的标准，应取103dB。D为音响与听音区的距离，此处取10m。S为音箱灵敏度级值，此处取100dB。N为音箱数量，此处为2。带入公式计算得，每只音响的功率P=100w，具体参数如表3.5所示。 设备参数数值 1.额定功率2100w 2.输入电压70V 或100V 3.额定阻抗8 4.频率响应40HZ20kHz5.声压级103dB表3.5 音箱的设备选型参数3.4 音频传输方式的选择 广播音响系统的信号可以通过有线传输也可以无线传输。无线传输的设备投入大且受频率管理的限制，只能楼宇的广播音响系统一般采用有线传输方式。按有线广播音响系统的信号馈送方式划分，分为高电平传输、低电平传输和调频载波传输三种传输方式。3.4.1高电平传输方式高电平传输的方式也称为定压传输方式。在这种传输方式的系统中，主要音响设备都集中在中央音控室，节目源输出的信号经调音台或前级处理后，通过定压式功率放大器或外接升压变压器的普通功率放大器将音响系统前级设备输出的低电平信号转换为70V，100V或120V的高电平信号，在通过专门敷设的广播音响传输线路馈送到各个音响接收终端。这种传输方式的优点是结构简单，造价相对便宜，对输出级功率配合要求不严格，扬声器数量的增减自由度较大，收听范围较大，缺点是由于容易受长距离敷设的线路间分布电容的影响，各路节目之间往往存在串音干扰。高电平传输方式适合用于对音质要求不高的场所。3.4.2低电平传输方式低电平传输方式是将广播音响系统前级放大器输出的0dB左右的低电平信号（电压为0.775V，标准阻抗为600）直接通过音响传输线路传送到播音终端，在各终端再通过功放电路将低电平信号放大后输出到各个扬声器。低电平传输方式也称为定阻式传输方式，这种传输方式可避免电感设备的引入，保证频响效应，较好地抑制各套节目间的串音干扰，音质较好，但需要在每个接收终端前添加一个小型功率放大电路将信号放大，同时对输出功率和阻抗匹配要求严格，对剩余功率要求能承受其1.5倍以上功率容量的假负载，以免被烧毁。低电平传输方式适合于范围较小，对音质要求较高的场合。3.4.3调频载波传输方式调频载波传输方式是在广播音响控制室内采用调频的方法将每路节目源的输出信号通过各自的调制器分别调制到88108MHz频带范围内的某一固定频率，然后将已调制的各路信号经混合器混合放大输出，与智能楼宇的电视接收系统的频道信号混合在一起，利用CATV共用天线电视系统，经电视传输电缆送到每一个电视节目的接收终端盒。在电视接收终端盒的FM插孔输出调频信号，通过FM收音机将调频信号解调还原成音频信号后从扬声器输出。调频载波传输方式可直接利用CATV电视系统的电缆，不需要专门敷设电线，因而节省费用，便于维修。缺点是必须在中央控室添置多路调频调制器，在每个接收端配置一台调频收音机。 而在这次设计中，我选用的音频传输方式为低电频传输。因为它的优点在于系统配线简单，广播音质较好还适用于广播收听范围较小，音质要求较高的场合，而KTV的包房正适合这样的要求。但是低电频传输方式的缺点在于每个接收终端前须加小型功率放大电路，安装调试维护工作量大。第4章 控制室和包厢的布置及线路敷设4.1广播音响系统控制室的布置要求和线路敷设原则(1) 广播音响系统控制室或中央音控室，可以单独设置也可与卫星电视系统的总控制室合用。录音室室内净高不低于2.8m，宜采用木地板或塑胶地板，室内表面装饰应符合声学处理有关规定，单独设置空调设备，并符合噪声限制要求。各种音源设备、前级处理设备、功率放大器等，可以放在标准立柜中，调音台放在专用工作台上，广播音响设备摆放在便于工作人员观察、操作的位置。(2) 有双路电源供电的控制室，应设置两路电源末端配电箱互投供电。中央音控室应单独配置电源配电箱。功放机柜采用单相三线制放射式供电。广播音响系统电源的电压波动值不能超过5，可采用隔离变压器或带抗干扰滤波电路的洁净电源给广播音响系统供电。对交流电源稳定度较差的音控室，应另配交流稳压电源。(3) 为有效地防止低频干扰，可将屏蔽层、电路板的地线盒各个输入、输出插座按最佳一点接地方式接在一起。对于单独设置广播音响系统的保护接地装置，接地电阻应小于4，若将保护地接入共同接地网，接地电阻不应大于1。(4) 用于服务性广播音响信号传输的线路，应采用多对带色标对绞线电缆，其他广播线路采用铜芯塑料绞合线。(5) 广播音响信号传输线宜单独穿管或用线槽敷设，不宜与其他线路同管敷设。不同分路的广播音响信号传输线路最好采用不同颜色的电缆以示区分。对于KTV，往往还须装设大屏幕电视机或投影电视。如果面积较大，还必须装设多台电视机或监视器。为此，音箱的摆放位置除了要注意防止声反馈引起的啸叫外，还要注意不要影响顾客观看电视图像。通常是将电视机挂的适当高一些，而将音箱放低一些。音箱的摆放最佳位置是在与一对音箱分别处